熱交換型アルミニウム構造体の触媒化と高伝熱性触媒反応器への応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13126204
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 亀山 秀雄 東京農工大学, 工学部, 教授 (10114448)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 桜井 誠 東京農工大学, 工学部, 講師 (60262052)
• Keywords: プレート触媒 / アルマイト触媒 / メタノールの水蒸気改質 / セレート型触媒構造体 / 反応器シミュレーション / 水素製造 / アルミニウム / 高伝熱性触媒

Research Abstract

提案するアルマイト触媒製造技術は、東京農工大学工学部の亀山が考案したアルマイト触媒(特許第2528701号平成8年6月14日取得)を基本特許にしている。今までは、主に東京農工大学内でアルマイト触媒調製方法の手順の検討を中心に研究が行われてきた。その結果、アルマイト触媒調製技術の基本骨格が確立された。本年度は、実際にセレート型反応器にてメタノールの水蒸気改質反応を行い、その結果を検討した。
<触媒調製>
アルミナ皮膜はアルミニウム版(JIS A1O50、厚さO.3mm)を4wt%シュウ酸水溶液(20℃、電流密度50A/m^2)にて陽極酸化し、形成した。必要に応じてPWT(細孔径拡大処理、20℃で4時間)と水和処理(80℃で2時間)を行い多孔質化したγ-Al_2O_3担体を調製し、銅と亜鉛の電解担持を行った。
<セレート触媒型反応器>
SV^1=15000h^<-1>で1気圧、300℃においてメタノール転化率99%を示したCu/Zn/Al_2O_3/Alプレート触媒と同じ方法(含浸法)でセレート型反応器(長さ8cm、体積16ml)を触媒化した。反応は300℃、1気圧でSV^2=800h^<-1>,1000h^<-1>,1500h^<-1>,3000h^<-1>,5000h^<-1>にて行った。
セレート型反応器では、生成ガス中にメタンがわずか数ppm検出されたがプレート型触媒の時と同様の活性を示した。測定した反応速度を用いて反応器の総括伝熱係数U=250[kcal/hr・m^2・K]でのシミュレーション結果より、セレート型触媒は粒状やプレート型触媒と比べて伝熱に優れており、粒状触媒充填反応器の1/10にコンパクト化が可能であることが分かった。

Research Products

• [Publications] Tetsuo Take, Toshiaki Yachi, Masaru Tomura, Hideo Kameyama: "Development of Plate-Fin-Type Methanol Reformer"JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN. 36・1. 75-80 (2003)